LED芯片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种LED芯片及其制备方法。所述LED芯片的发光结构中，可以在第一半导体和/或第二半导体成表面掺杂一定浓度的第一杂质，进而可有效降低第一电极和/或第二电极的接触电阻，提高电极基层与第一半导体层和/或第二半导体层的欧姆接触，尤其是高反射率电极材料(例如Al、Ag和Cu)与半导体层的欧姆接触。Cu)与半导体层的欧姆接触。Cu)与半导体层的欧姆接触。

【技术实现步骤摘要】
LED芯片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体而言，涉及LED芯片及其制备方法。

技术介绍

[0002]GaN基LED具有发光效率高、节能、环保、寿命长、体积小等优点，基于LED的半导体照明被认为是最有可能替代传统照明的新型固态冷光源。近年来超高效率LED芯片的研究备受研究人员青睐，进一步提高GaN基LED芯片的发光效率是半导体照明替代传统照明的关键因素。
[0003]众所周知，高反射率PN型欧姆接触电极，可解决了金属电极吸光引起的光损耗问题，但是高质量的低欧姆接触在AlGaN/GaN照明器件中目前仍是一大难题。
[0004]目前，在LED电极蒸镀技术中，因高反射率材料，如Al、Ag与n
‑
GaN无法实现很好的欧姆接触，底层多采用功函数相对低的Ti材料，但是这也带来了电极反射率的降低，电极反射率降低5％
‑
10％。
[0005]现有技术中，例如申请号为202020874738.1的专利文件公布了一种提高外量子效率的LED芯片的制作方法，采用Al电极作为底层接触电极，该专利公布在点测电流为60mA情况下，电压提高了0.019V，亮度提高了3.76％。但是，该专利技术未对电极与半导体间的欧姆接触进行改善。
[0006]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术的第一目的在于提供一种LED芯片，所述LED芯片的发光结构中，在第一半导体和/或第二半导体成表面掺杂一定浓度的第一杂质，进而可有效降低第一电极和/或第二电极的接触电阻，提高电极基层与第一半导体层和/或第二半导体层的欧姆接触，尤其是高反射率电极材料(例如Al、Ag和铜)与半导体层的欧姆接触。并且，该电极结构适用于正装或倒装的LED芯片，均可以提高提高电极基层与第一半导体层和/或第二半导体层的欧姆接触。
[0008]本专利技术的第二目的在于提供一种LED芯片的制备方法，该方法在刻蚀得到台阶区后，沉积电子阻挡层和电流扩展层，采用含第一掺杂杂质的气体对第一半导体层进行处理，得到具有一定厚度的第一电极接触层从而提高电极基层与第一半导体层的欧姆接触。并在沉积第一电极和第二电极之前，对待沉积表面进行酸洗，去除表面氧化物，提高电极接触层表面的洁净度，避免由于氧化物的绝缘作用导致的金属电极层与半导体层欧姆接触不良的情况。
[0009]本专利技术的第三目的在于提供另一种LED芯片的制备方法，该方法在刻蚀得到台阶区后，采用含第一掺杂杂质的气体对第一半导体层和第二半导体层进行处理，得到具有一定厚度的第一电极接触层和第二电极接触层，从而提高电极基层与第一半导体层和第二半导体层的欧姆接触。并在沉积第一电极和第二电极之前，对待沉积表面进行酸洗，去除表面
氧化物，提高电极接触层表面的洁净度，避免由于氧化物的绝缘作用导致的金属电极层与半导体层欧姆接触不良的情况。
[0010]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0011]本专利技术所提供的一种LED芯片，所述LED芯片包括沉积于衬底表面的具有MESA台阶的发光结构，所述发光结构包括第一半导体层、多量子阱层和第二半导体层，至少一第一电极设置于所述MESA台阶的所述第一半导体层上，至少一第二电极设置于所述第二半导体层上；
[0012]所述第一半导体层含有第一掺杂杂质，所述第二半导体层含有第二掺杂杂质，所述第一掺杂杂质与所述第二掺杂杂质不同；
[0013]所述第一电极与所述第一半导体层的接触面处的所述第一掺杂杂质的浓度大于所述第一半导体层中所述第一掺杂杂质的浓度；
[0014]和/或；
[0015]所述第二电极与所述第二半导体层的接触面处的所述第一掺杂杂质的浓度大于所述第二半导体层中所述第二掺杂杂质的浓度。
[0016]本专利技术所提供的一种LED芯片的制备方法，包括以下步骤：
[0017](a)、提供一衬底，在所述衬底上沉积发光结构，所述发光结构包括依次第一半导体层、多量子阱层、第二半导体层；其中，所述第一半导体层含有第一掺杂杂质，所述第二半导体层含有第二掺杂杂质；
[0018](b)、从上至下依次刻蚀所述第二半导体层、多量子阱层直至暴露出部分所述第一半导体层，得到MESA台阶；
[0019](c)、在所述第二半导体层上依次沉积电子阻挡层和电流扩展层；
[0020](d)、采用含第一掺杂杂质的气体对所述发光结构进行处理，从所述MESA台阶处的所述第一半导体层的上表面至所述衬底的方向上，得到具有一定厚度的第一电极接触层；
[0021](e)、在所述第一电极接触层上沉积第一电极；在所述电流扩展层上沉积第二电极。
[0022]本专利技术所提供的另一种LED芯片的制备方法，包括以下步骤：
[0023](a)、提供一衬底，在所述衬底上沉积发光结构，所述发光结构包括依次第一半导体层、多量子阱层、第二半导体层；其中，所述第一半导体层含有第一掺杂杂质，所述第二半导体层含有第二掺杂杂质；
[0024](b)、从上至下依次刻蚀所述第二半导体层、多量子阱层直至暴露出部分所述第一半导体层，得到MESA台阶；
[0025](c)、采用含第一掺杂杂质的气体对所述发光结构进行处理，从所述MESA台阶处的所述第一半导体层的上表面至所述衬底的方向上，得到具有一定厚度的第一电极接触层；从所述第二半导体层的上表面至所述衬底的方向上，得到具有一定厚度的第二电极接触层；
[0026](d)、在所述第二半导体层上依次沉积电子阻挡层和电流扩展层；
[0027](e)、在所述第一电极接触层上沉积第一电极；在所述电流扩展层上沉积第二电极；
[0028]其中，所述第二半导体层上表面设置有掺杂浓度大于所述第二掺杂杂质的浓度的
第一掺杂杂质。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0030](1)本专利技术所提供的LED芯片，所述LED芯片的发光结构中，在第一半导体和/或第二半导体成表面掺杂一定浓度的第一杂质，进而可有效降低第一电极和/或第二电极的接触电阻，提高电极基层与第一半导体层和/或第二半导体层的欧姆接触，尤其是高反射率电极材料(例如Al、Ag和铜)与半导体层的欧姆接触。
[0031](2)本专利技术所提供的LED芯片，所述LED芯片的发光结构中，在第一半导体和/或第二半导体成表面形成具有一定厚度的第一电极接触层和/或第二电极接触层，提高电极基层与第一半导体层和/或第二半导体层的欧姆接触，尤其是高反射率电极材料(例如Al、Ag和铜)与半导体层的欧姆接触。
[0032](3)本专利技术所提供的一种LED芯片的制备方法，该方法在刻蚀得到台阶区后，采用含第一掺杂杂质的气体对第一半导体层和/或第二半导体层进行处理，得到具有一定厚度的第一电极接触层和/或第二电极接触层，从而提高电极基层与第一半导体层和/或第二半导体层的欧姆接触。
[0033](4)本专利技术所提供的一种LED芯片的制备方法，在沉积第一电极和第二电极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.LED芯片，其特征在于，所述LED芯片包括沉积于衬底表面的具有MESA台阶的发光结构，所述发光结构包括第一半导体层、多量子阱层和第二半导体层，至少一第一电极设置于所述MESA台阶的所述第一半导体层上，至少一第二电极设置于所述第二半导体层上；所述第一半导体层含有第一掺杂杂质，所述第二半导体层含有第二掺杂杂质，所述第一掺杂杂质与所述第二掺杂杂质不同；所述第一电极与所述第一半导体层的接触面处的所述第一掺杂杂质的浓度大于所述第一半导体层中所述第一掺杂杂质的浓度；和/或；所述第二电极与所述第二半导体层的接触面处的所述第一掺杂杂质的浓度大于所述第二半导体层中所述第二掺杂杂质的浓度。2.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述第一电极与所述第一半导体层的接触面为第一表面，从所述第一表面至所述衬底的方向上的一定厚度的所述第一半导体层为第一电极接触层，所述第一半导体层与所述第一电极接触层的接触面为所述第一电极接触层的第二表面；在所述第一电极接触层中，从所述第一表面至所述第二表面的方向上，所述第一掺杂杂质的浓度逐渐降低。3.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述第二电极与所述第二半导体层的接触面为第三表面，定义从所述第三表面至所述衬底的方向上的一定厚度的所述第二半导体层为第二电极接触层，所述第二半导体层与所述第二电极接触层的接触面为所述第二电极接触层的第四表面；在所述第二电极接触层中，从所述第三表面至所述第四表面的方向，所述第一掺杂杂质的浓度逐渐降低。4.根据权利要求2所述的LED芯片，其特征在于，所述第一表面中的第一掺杂杂质的浓度大于1E
+20
Atom/cm3；优选地，所述第一表面与所述第二表面中的第一杂质原子的浓度差为0～6E
+21
Atom/cm3，且不为0；更优选的浓度差为2E
+20
Atom/cm3～6E
+21
Atom/cm3。5.根据权利要求3所述的LED芯片，其特征在于，所述第三表面中的第一掺杂杂质的浓度大于1E
+20
Atom/cm3；优选地，所述第三表面与所述第三表面中的第一杂质原子的浓度差为0～6E
+21
Atom/cm3，且不为0；更优选的浓度差为2E
+20
Atom/cm3～6E
+21
Atom/cm3。6.根据权利要求2所述的LED芯片，其特征在于，所述第一表面中的第一掺杂杂质的浓度大于所述第一电极接触层内部第一掺杂杂质的平均浓度。7.根据权利要求2所述的LED芯片，其特征在于，所述第一电极接触层的厚度d1为优选地，8.根据权利要求3所述的LED芯片，其特征在于，所述第二电极接触层的厚度d2为优选地，9.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述第一掺杂杂质为N型半导体杂质；优选地，所述第一掺杂杂质包括C、Si、Ge和Pb中的任意一种或多种的组合。
10.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述第一电极从下至上依次包括基层、缓冲层和保护层；其中，所述基层包括Al或Ag；优选地，所述缓冲层包括TiPt、TiNi、NiPt和TiAl中的至少一种；优选地，所述保护层包括Au、Al和AlTi中的至少一种。11.根据权利要求10所述的LED芯片，其特征在于，所述LED芯片还包括位于所述第一电极之上并与所述第一电极电性连接的第一上电极，所述第一电极还包括与所述第一上电极直接接触的连接层；和/或；所述LED芯片还包括位于所述第二电极之上并与所述第二电极电性连接的第二上电极，所述第二电极还包括与所述第二上电极直接接触的连接层；优选地，所述连接层包括Ti和Pt中的至少一种。12.根据权利要求1
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11任一项所述的LED芯片，其特征在于，所述第二电极与所述第二半导体层之间还设置有电子阻挡层和电流扩展层。13.一种LED芯片的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冬梅，王思博，廖汉忠，芦玲，
申请(专利权)人：淮安澳洋顺昌光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：